由于上个世纪90年代，碳纤维复合材料的价格昂贵。进入21世纪以来，碳纤维的价格已经有了较大幅度的下降，已经达到了名用工业可以接受的价格范围。但其性能无论从强度、弹性模量、延伸率、耐环境退化能力等诸多方面，都有着其他产品无法比拟的优势。采用碳纤维复合材料是纤维复合材料补强技术未来的发展趋势。
碳纤维复合材料补强技术由于碳纤维的强度非常高，在现场进行湿法缠绕施工。碳纤维复合材料补强技术主要有下述几点优点。
(1) 碳纤维复合材料与钢管具有非常优良的变形协调能力。碳纤维的弹性模量213GPa和钢的弹性模量207GPa十分接近，这样非常有利于碳纤维复合材料与钢的协同变形，有利于载荷在钢和碳纤维复合材料之间的均匀分布，从而有利于达到补强效果。
(2) 碳纤维具有足够的变形量，大于1.4%。按照管道设计规范，对于一类地区，*大操作压力应当是屈服压力Ps的O.72倍。屈服压力对应的规定条件是0.5%或者O.2%的变形量，则*大操作压力所对应的*大变形量根据规定条件不同为0.36%和0.14%，这是碳纤维复合材料可承受变形量的1/4到1/10。也就是说，一般情况下，管体变形远小于碳纤维复合材料的变形量，使用碳纤维复合材料进行补强是从管体变形的角度来说也是足够保险的。
(3) 由于弹性模量高，和我们开发高粘结性树脂，可以进行环焊缝和螺旋焊缝的补强。
(4) 由于湿法缠绕碳纤维布的柔韧性好，对于具有较高焊缝余高和错边严重的螺旋焊缝和环焊缝，用碳纤维复合材料补强技术非常易于施工。
(5) 由于整体补强层很薄，补后两端防腐要容易很多。
(6) 强度随着时间增加基本保持不变。
(7) 碳纤维复合材料可以轴向和环向组合铺设，各个铺层之间交错组合铺设。这样既可以有效承受环向应力，也可以有效承受轴向应力。这种组合铺设的方式，可以使补强层形成一个整体，特别适用于沿轴向大面积腐蚀的长缺陷的补强。
(8) 碳纤维补强技术还适用于环焊缝和螺旋焊缝裂纹缺陷的补强。 |
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